stm32F103C8T6通过热敏电阻获得温度，基本库写代码

<think>根据用户需求，需要使用STM32F103C8T6通过热敏电阻采集温度，并基于基本库（标准外设库或HAL库）编写代码。热敏电阻通常采用NTC（负温度系数）类型，其电阻值随温度升高而降低。温度采集的一般步骤包括： 1.使用ADC读取热敏电阻的电压值。2.根据电压值计算热敏电阻的阻值。3.通过阻值计算温度（通常使用Steinhart-Hart方程或查表法）。由于用户提到“基本库”，这里将提供两种常见库的代码框架：标准外设库（StdPeriph）和HAL库。用户可以根据自己使用的库选择相应的代码。###硬件连接假设热敏电阻连接在ADC通道0（PA0），采用简单的分压电路，热敏电阻（Rt）与一个固定电阻（Rref）串联，固定电阻接地，热敏电阻接VCC（3.3V）。ADC引脚连接在热敏电阻和固定电阻之间。 ###计算步骤1.ADC读取电压值$V_{adc}$。2.计算热敏电阻阻值：$$Rt =Rref \times \frac{V_{cc} -V_{adc}}{V_{adc}}$$其中，$V_{cc}$为3.3V。 3.使用Steinhart-Hart方程计算温度（单位：开尔文）：$$ \frac{1}{T}= \frac{1}{T_0}+ \frac{1}{B}\ln\left( \frac{Rt}{R_0}\right) $$其中：- $T_0$为25℃时的开尔文温度（298.15K），-$R_0$为25℃时的热敏电阻阻值（例如10kΩ），-$B$为热敏电阻的B值（例如3950K）。然后转换为摄氏度：$$ T_{°C}= T-273.15$$ ###代码实现####使用标准外设库（StdPeriph）```c#include "stm32f10x.h"#include "stm32f10x_adc.h"#include "stm32f10x_gpio.h" #include"stm32f10x_rcc.h" #include<math.h>//定义硬件参数#define VCC3.3f#defineRREF10000.0f//10kΩ分压电阻#defineRT010000.0f//25℃时的热敏电阻阻值#define B3950.0f//B值#defineT0298.15f//25℃开尔文温度voidADC_Config(void) {GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;//使能GPIOA和ADC1时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA| RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//配置PA0为模拟输入GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AIN;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);// ADC配置ADC_InitStructure.ADC_Mode= ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode= DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode =DISABLE;//单次转换ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv =ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign= ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel =1;ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);//配置ADC通道0（PA0）ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1, ADC_SampleTime_55Cycles5);//使能ADCADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//校准ADCADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));} floatRead_Temperature(void) {uint16_tadc_value;floatvoltage,rt,temp_k, temp_c;//启动转换ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) ==RESET);adc_value= ADC_GetConversionValue(ADC1);//计算电压值(0-3.3V,12位ADC)voltage =(float)adc_value* VCC /4095.0f;//计算热敏电阻阻值rt= RREF *(VCC -voltage)/ voltage;//使用Steinhart-Hart方程计算温度（开尔文）temp_k =1.0f /(1.0f/T0 +(1.0f/B) *log(rt/RT0));//转换为摄氏度temp_c =temp_k-273.15f;return temp_c;} intmain(void) {floattemperature;ADC_Config();while(1){temperature =Read_Temperature();//此处可以添加显示或传输温度的代码//例如通过串口发送温度值//延时一段时间for(int i=0; i<1000000; i++);}} ```####使用HAL库```c#include "stm32f1xx_hal.h"#include <math.h> //定义硬件参数#defineVCC3.3f#define RREF10000.0f//10kΩ分压电阻#defineRT010000.0f//25℃时的热敏电阻阻值#define B3950.0f//B值#defineT0298.15f//25℃开尔文温度ADC_HandleTypeDefhadc;void SystemClock_Config(void); staticvoid MX_GPIO_Init(void); staticvoid MX_ADC_Init(void);int main(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_ADC_Init();while(1){float temperature=Read_Temperature();//处理温度值（例如通过串口发送）HAL_Delay(1000);}} floatRead_Temperature(void) {uint32_t adc_value;float voltage, rt, temp_k,temp_c;//启动ADC转换HAL_ADC_Start(&hadc);HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,100);//等待转换完成，超时100msadc_value =HAL_ADC_GetValue(&hadc);HAL_ADC_Stop(&hadc);//计算电压值voltage =(float)adc_value* VCC /4095.0f;//计算热敏电阻阻值rt =RREF* (VCC- voltage) /voltage;//使用Steinhart-Hart方程计算温度（开尔文）temp_k=1.0f/ (1.0f/T0+ (1.0f/B)* log(rt/RT0));//转换为摄氏度temp_c =temp_k-273.15f;return temp_c;} voidSystemClock_Config(void){//根据实际情况配置系统时钟//此处省略，用户需根据自己板子的时钟配置} staticvoid MX_ADC_Init(void){ADC_ChannelConfTypeDefsConfig;hadc.Instance =ADC1;hadc.Init.ScanConvMode= ADC_SCAN_DISABLE;hadc.Init.ContinuousConvMode =DISABLE;hadc.Init.DataAlign =ADC_DATAALIGN_RIGHT;hadc.Init.ExternalTrigConv= ADC_SOFTWARE_START;hadc.Init.NbrOfConversion=1;if(HAL_ADC_Init(&hadc) !=HAL_OK) {//初始化错误处理}sConfig.Channel= ADC_CHANNEL_0;sConfig.Rank =ADC_REGULAR_RANK_1;sConfig.SamplingTime= ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig) !=HAL_OK) {//通道配置错误处理}} staticvoid MX_GPIO_Init(void) {GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct= {0};__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();//配置PA0为模拟输入GPIO_InitStruct.Pin= GPIO_PIN_0;GPIO_InitStruct.Mode= GPIO_MODE_ANALOG;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);} ```###注意事项1.以上代码假设热敏电阻参数为：25℃时阻值10kΩ，B值3950K。实际使用中需要根据具体热敏电阻的规格修改`RT0`和`B`的值。2.分压电阻`RREF`的阻值应与热敏电阻在常温下的阻值相近，以提高测量精度。 3.实际应用中，可能需要多次采样取平均值以减少噪声。4.温度计算中的对数函数`log`是自然对数（以e为底），在C语言中使用`log`函数（需包含`math.h`）。5.在HAL库中，需要实现`SystemClock_Config`函数配置系统时钟（代码中未给出，需用户根据板子实际情况配置）。6.如果使用标准外设库，需要在工程中包含相应的库文件，并链接数学库（例如在Makefile中添加`-lm`）。 ###性能优化1.**多次采样平均**：在ADC读取时，可以连续采样多次然后取平均值，以减少随机噪声的影响。 2. **查表法**：如果对计算速度要求高，可以使用查表法代替Steinhart-Hart方程计算温度。预先计算好阻值与温度的对应关系，然后通过查表或插值得到温度值。3.**校准**：实际电路中，VCC可能存在波动，可以通过测量一个已知电压（如内部参考电压）来校准ADC的参考电压。 §§相关问题§§1.如何校准热敏电阻的温度测量？2.如何使用查表法提高温度计算速度？ 3.如何通过串口输出温度值？4.热敏电阻的B值是什么？如何获取？5.如何通过STM32的DMA实现多通道ADC采样？</think>### STM32F103C8T6 热敏电阻温度采集实现（基于基本库） 我将为您提供基于STM32标准外设库（StdPeriph）的热敏电阻温度采集完整解决方案。以下是实现步骤和核心代码： --- #### **硬件连接** 1. 热敏电阻（NTC）与10kΩ分压电阻串联 2. 连接ADC通道（以PA1为例）： ``` VCC(3.3V) → NTC → PA1 → 10kΩ → GND ``` #### **核心实现步骤** 1. **ADC配置**：12位精度，单次转换模式 2. **电压计算**：$$ V_{adc} = \frac{ADC值 \times 3.3}{4095} $$ 3. **电阻计算**：$$ R_{ntc} = R_{ref} \times \frac{V_{cc} - V_{adc}}{V_{adc}} $$ 4. **温度转换**：使用Steinhart-Hart方程： $$ \frac{1}{T} = \frac{1}{T_0} + \frac{1}{B} \ln\left(\frac{R_{ntc}}{R_0}\right) $$ --- #### **完整代码（标准外设库）** ```c #include "stm32f10x.h" #include "stm32f10x_adc.h" #include "stm32f10x_gpio.h" #include "stm32f10x_rcc.h" #include <math.h> // 硬件参数配置 #define VREF 3.3f // 参考电压 #define R_REF 10000.0f // 分压电阻(10kΩ) #define R0 10000.0f // 25℃时热敏电阻值 #define T0 298.15f // 25℃开尔文温度(273.15+25) #define B 3950.0f // B常数(根据热敏电阻规格书) void ADC1_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; // 1. 使能时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); // 2. 配置PA1为模拟输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 3. ADC基础配置 ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 单次转换 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); // 4. 配置ADC通道1(PA1) ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); // 5. 使能ADC并校准 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); ADC_ResetCalibration(ADC1); while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); ADC_StartCalibration(ADC1); while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); } float Read_Temperature(void) { uint16_t adc_value; float voltage, resistance, temp_k, temp_c; // 启动ADC转换 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); // 等待转换完成 adc_value = ADC_GetConversionValue(ADC1); // 计算电压值 voltage = (float)adc_value * VREF / 4095.0f; // 计算热敏电阻阻值 resistance = R_REF * (VREF - voltage) / voltage; // 使用Steinhart-Hart方程计算温度 temp_k = 1.0f / (1.0f/T0 + (1.0f/B) * logf(resistance/R0)); temp_c = temp_k - 273.15f; // 开尔文转摄氏度 return temp_c; } int main(void) { float temperature; // 初始化ADC ADC1_Init(); while(1) { temperature = Read_Temperature(); // 此处添加温度处理逻辑 // 例如：串口输出、LCD显示等 for(int i=0; i<1000000; i++); // 简单延时 } } ``` --- #### **关键配置说明** 1. **ADC采样时间**：`ADC_SampleTime_55Cycles5`适用于中阻抗源（<50kΩ） 2. **热敏参数调整**： - `B`值：需根据热敏电阻规格书修改 - `R0`：25℃时的标称电阻值 3. **精度优化**： - 增加软件滤波（如滑动平均滤波） - 使用ADC校准值（参考电压校正） - 硬件添加0.1μF滤波电容 --- #### **常见问题解决** 1. **ADC值跳动大**： - 添加硬件RC滤波（PA1到GND接104电容） - 软件实现中值滤波： ```c #define SAMPLE_TIMES 5 uint16_t adc_values[SAMPLE_TIMES]; for(int i=0; i<SAMPLE_TIMES; i++) { // 采样并存入数组 } qsort(adc_values, SAMPLE_TIMES, sizeof(uint16_t), compare); adc_value = adc_values[SAMPLE_TIMES/2]; // 取中值 ``` 2. **温度计算不准确**： - 测量实际VREF电压（可能非精确3.3V） - 使用更高精度公式： $$ \frac{1}{T} = A + B \cdot \ln(R) + C \cdot (\ln(R))^3 $$ （需厂家提供A,B,C系数） --- #### **HAL库适配要点** 若使用HAL库，替换ADC操作为： ```c // 启动转换 HAL_ADC_Start(&hadc1); HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10); adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); HAL_ADC_Stop(&hadc1); ``` ---